油管井口检测仪的应用

时间：2015-12-20 23:26:52 所属分类：天然气工业 浏览量:

摘 要：现场缺陷油管一般主要靠作业工人目测决定，难免判断不准确。由于缺陷油管未及时更换导致返工，对油田生产会造成经济损失；而油管井口检测仪能够在井口定量检测油管表面或内部裂纹、孔洞、腐蚀坑和壁厚减薄缺陷，并自动声光报警，可实现科学的更换油管

摘　要：现场缺陷油管一般主要靠作业工人目测决定，难免判断不准确。由于缺陷油管未及时更换导致返工，对油田生产会造成经济损失；而油管井口检测仪能够在井口定量检测油管表面或内部裂纹、孔洞、腐蚀坑和壁厚减薄缺陷，并自动声光报警，可实现科学的更换油管。该检测仪具有操作简单、检测功能齐全、检测信号可以存储，不受油污和水的影响，超标油管自动声光报警，检测准确率较高，可精确定量评价油管缺陷状况，稳定测量油管壁厚变化，能够满足现场需要，具有广泛应用前景。

关键词：油管井口检测仪；磨损；腐蚀

　　统计某年A油田抽油机井井下油管平均使用寿命为12年左右。使用寿命在15年以上的有417井次；8-15年的1068井次；小于8年的507井次，油管老化现象较严重。某年全年累计检泵755井次，油管问题273井次，占总数36.2%。其中偏磨107井次，管体漏103井次，油管断65井次，油管脱扣3井次。杆管问题是抽油机井检泵的主要原因，由于水驱井见聚，造成杆管偏磨，引起油管损坏更加严重。数字化油管磁性无损检测仪，能科学地直观检测油管损伤情况。
一、工作原理及系统结构
（1）工作原理。油管、抽油杆等高载荷管杆质量检查的国际规范包括了超声检测法、涡流检测法和漏磁场检测法。管杆绝大多数采用导磁性能良好的高碳钢制成，很适合于利用磁性检测法进行检测；同时，磁性检测法具有易于实现的优点。磁性检测方法检测管杆缺陷（裂纹、孔洞、磨损、锈蚀等）的基本原理就是用一磁场沿管杆轴向（或者周向）磁化管杆段，当管杆通过这一磁化磁场时，一旦管杆中存在缺陷，则会在管杆表面产生漏磁场，或者引起磁化管杆磁路内的磁通变化，采用磁敏感元件检测这些磁场的畸变即可获得有关管杆缺陷的信息。
（2）系统结构。数字化油管磁性无损检测仪是一种数字化检测油管表面或内部裂纹、孔洞、腐蚀坑和壁厚减薄等缺陷的计算机化无损检测仪器。该仪器采用了局部缺陷检测传感器和壁厚减薄型检测传感器，检测信号经过放大、滤波等处理后由计算机采集和判别，检测的结果可显示、存储、打印。其结构原理见图1。
　　

　　　　　　　　　　图1系统结构图
（3）波形分析。在井口对每一根管进行检测时，计算机显示界面有五条曲线。其中上面四条曲线表示油管周向损伤信号（如腐蚀坑、孔洞、裂缝等缺陷），其中每条曲线显示油管圆周90°范围内的缺陷信号；最下面一条表示油管周向最大偏磨信号。
（4）主要特点。检测速度快，检测过程中不影响现场作业；能够准确检测出油管内部和外部的各种缺陷；对环境适应能力强，检测不受油污和水等的影响，不需要耦合剂和其它辅助材料；精确定量评价缺陷状况；缺陷油管自动声光报警；可实现大容量的数据存储、显示和打印；汉化交互式操作方式，使用方便。
二、信号识别
（1）孔洞信号。在其所在圆周相应位置的波形上显示为一个尖峰，尖峰的高低反映了缺陷的大小，特别大的腐蚀坑和孔洞还会引起壁厚的变化。
（2）腐蚀缺陷。单个腐蚀坑的信号特点与孔洞信号相似，大面积腐蚀则表现为其所对应波形的相应位置上密集的锯齿形波，严重的在壁厚曲线上也会表现为锯齿形波。
（3）裂纹缺陷。单纯的纵向裂纹缺陷在其相应圆周的波形曲线上，其起始和终止位置均为尖峰信号，不规则的裂纹还会在起始和终止尖峰信号间形成一段锯齿波。由于偏磨而产生的裂纹则在壁厚曲线上对应壁厚最薄的位置，由于其裂纹的不规则性，还会在其相应波形上反映为类似大面积腐蚀的波形。而横向裂纹的波形则在其相应通道的对应位置表现为尖峰信号，在壁厚波形上也会根据其缺陷深度而有所反映。
（4）偏磨缺陷。偏磨缺陷的明显特征为壁厚波形在基线基础上向上移，而其形状大致可以看作将油管沿偏磨最严重处和油管轴线形成的平面，将油管剖开时其偏磨最严重一边内壁的曲线。偏磨管壁起始和终止端的台阶如果很陡或存在壁厚突变，则在其相应圆周波形的相应位置会有明显的尖峰信号，严重的还回引起邻近通道的反应。
三、现场检测及波形分析
3.1现场检测
　　于2003年9月油管井口检测仪进行现场推广应用，到2003底共进行检测52口井，检测油管5096根，判报废498根，平均单井更换9.6根，判费比例9.8%。对判废的油管进行了现场切割分析，与检测相比，符合率达100%，说明该仪器检测准确率较高，能够满足现场需要。2004年将油管井口检测仪正式纳入现场应用，配两名专职人员管理和使用，配备一辆客货车，同时又请厂家技术人员对这两名操作人员进行多次培训和现场指导，对检测仪器的使用和保养以及资料录取等方面又做了进一步的规定。油管检测仪已经正式投入使用以来，大多要求在线检测油管。一台油管检测仪只能检测一口井，现在一天内会同时出现多口井需要检测，截至2011年，本单位一共进购检测仪12套，并且全面投入使用，大大缓解了油管检测的紧张，提高了油井作业施工的进度。
3.2典型波形分析
（1）油管情况良好，没有缺陷超标的油管典型波形图，见图2。
　　
（2）报废油管典型波形图。该油管由于偏磨导致局部壁厚过薄而形成裂缝，裂缝处于公扣上1m~2m的位置，同时该油管在母扣以下1m~2m也存在偏磨，见图3。
四、经济效益
（1）产出。油管检测仪自投入使用到2005年，共计检测284口井。其中起抽油杆发现杆偏磨井198口，换抽油杆29800m，凭借以往的目测经验，偏磨段上下多换油管1根，需要换油管33603m，合计3426根，通过油管检测仪检测，结果只判废2587根，少判废油管939根，共计8971m，每米油管55.9元，节约油管费用45.55万元。腐蚀和有沙眼井68口，其目测难以判断，如果再次下井，会由于管体穿孔短时间内造成返工。平均单井检泵施工费和材料费按4.5万元计算，减少返工费用306万元。预测返工井作业平均单井停抽时间8天，产油量5t/d，减少影响产液量为2720t，每吨原油扣除成本价格为750元，则减少经济损失204万元。
（2）投入。1台检测仪23万元，使用寿命10年，平均年投入2.3万元。
（3）累计创经济效益。45.55+306+204-23.00=527.55（万元）。
五、结论
（1）以往作业时油管更换主要靠现场施工人员凭肉眼观测，误差较大，如果判断不准确，好油管判废造成不必要的浪费，有问题的油管鉴定不出来继续下井使用，很容易在短时间内损坏造成作业返工，对油田生产造成一定经济损失。
（2）油管检测仪在油井作业中起着更加重要作用，对环境无污染，达到全部需要检测油管施工井的作业要求，能科学地直观检测油管损伤情况，不影响现场作业。
参考文献：
[1]崔振华.有杆抽油系统[M].北京：石油工业出版社，1994.

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